航天地面測試中1553B-PCI接口轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　當(dāng)9054 的局部總線復(fù)位信號有效后，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入S0 狀態(tài)，當(dāng)啟動本地總線的單周期寫 操作時(shí)，在檢測到地址選通信號有效，且寫信號有效后，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入S1 狀態(tài)，將本地地址 總線賦給1553B 總線控制器的地址總線，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入S2 狀態(tài)，將本地?cái)?shù)據(jù)總線賦給1553B 總線控制器的數(shù)據(jù)總線，直到數(shù)據(jù)寫入后，狀態(tài)機(jī)重新回到S0 狀態(tài)；當(dāng)啟動本地總線單周 期讀操作時(shí)，在地址選通信號有效且讀信號有效后判斷本地地址總線，當(dāng)本地地址大于等于 1024 時(shí)，訪問雙口RAM 的B 端口，當(dāng)本地地址小于1024 時(shí)，訪問1553B 總線控制器內(nèi)的寄 存器，這樣做的好處是防止對雙口RAM 操作時(shí)出現(xiàn)讀寫沖突的問題。

　　3.5 接口卡外圍電路

　　接口卡外圍電路主要包括收發(fā)器、變壓器和 RT 子地址電路等。 收發(fā)器分為接收和發(fā)射兩部分，接收部分的功能是將 1553 總線上傳輸?shù)碾p極性差分曼 徹斯*轉(zhuǎn)化為適合FPGA 輸入的互補(bǔ)CMOS/TTL 電平。發(fā)射部分是接收部分的逆過程， 它將互補(bǔ)的CMOS/TTL 電平轉(zhuǎn)為適合1553B 總線傳輸?shù)碾p極性差分曼徹斯*。本設(shè)計(jì)收 發(fā)器采用HOLT 公司的HI1567，由于HI1567 的工作電壓是5V，在與IO 電壓非5V 的FPGA 互聯(lián)時(shí)需要串接330 歐姆的電阻。

　　接口卡通過短截線與 1553B 主總線相連。在短截線和收發(fā)器之間需要設(shè)置隔離變壓器， 以提供總線驅(qū)動電壓，防止終端因短路引起損壞和接口卡產(chǎn)生的噪聲影響1553B 主總線上的信號。短截線與1553B 主總線的連接方式有兩種：直接耦合和變壓器耦合。直接耦合是 直接將短截線連接到主總線。變壓器耦合在直接耦合的基礎(chǔ)上加了一個(gè)耦合變壓器，對終端 實(shí)行兩級隔離，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性。直接耦合短截線的長度 最大為1 英尺（約0.3 米），而變壓器耦合方式短截線最大可以達(dá)20 英尺（約6 米）。

　　本文 變壓器采用HOLT 公司的PMDB2725EX，該變壓器提供兩種變壓比，即1:2.5 和1:1.79，分 別適應(yīng)直接耦合和變壓器耦合兩種方式。需要注意的是無論采用哪種方式，都必須在1553B 總線和變壓器之間串聯(lián)隔離電阻對總線進(jìn)行短路保護(hù)。收發(fā)器和變壓器電路如圖3 所示。 RT 子地址不僅可以通過板卡上的手動開關(guān)來完成1553B 總線終端RT 地址的設(shè)置，也 可以通過上位機(jī)進(jìn)行軟件設(shè)置。

　　圖 3 收發(fā)器變壓器電路圖

　　4 驅(qū)動及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

　　驅(qū)動程序的基本功能是完成設(shè)備的初始化、對端口的讀寫操作，中斷的響應(yīng)以及調(diào)用。 本文采用DDK（驅(qū)動程序開發(fā)包）來編寫驅(qū)動程序，這里就不做詳細(xì)介紹。 應(yīng)用軟件采用 Visual C++編寫，完成對PCI 的讀寫操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制1553B 總線的 數(shù)據(jù)傳輸。其中，BC 模式下的流程為：

　　（1）讀取自檢寄存器，判斷工作狀態(tài)；

　?。?）通過配置寄存器，設(shè)置工作模式為總線控制器（BC）；

　　（3）根據(jù)中斷條件設(shè)置中斷使能寄存器；

　?。?）初始化中斷隊(duì)列；

　　（5）定義BC 塊和發(fā)送接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；

　　（6）將控制字、命令字和需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)的消息塊中；

　?。?）設(shè)置控制寄存器啟動傳輸；

　?。?）輪詢中斷狀態(tài)寄存器，如果中斷，進(jìn)入中斷程序，處理相應(yīng)的中斷。

　　5 結(jié)束語

　　為實(shí)現(xiàn)有效載荷地面測試過程中終端設(shè)備與星上1553B總線上被測試設(shè)備之間的信息交互,需要應(yīng)用1553B總線到計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口的通信板卡。本文通過對1553B總線和PCI總線協(xié)議的分析,結(jié)合航天地面測試實(shí)際要求提出了一種1553B-PCI總線接口卡的實(shí)現(xiàn)方法,給出了硬件結(jié)構(gòu)框圖,部分原理圖和接口控制的FPGA實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過測試,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)通過PCI總線與遠(yuǎn)程終端設(shè)備的信息交互,滿足了實(shí)際要求,并在XXX型號地面測試中應(yīng)用。